工业控制技术

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工业控制技术范文第1篇

【关键词】工业控制 计算机网络技术 发展与应用

在现代网络信息技术条件下工业控制计算机网络技术成为现代工业控制的主要形式，其在工业控制中的应用与发展将会对火电厂工业控制的效果产生广泛而深远的影响，因此对工业控制计算机网络技术发展与应用的研究具有鲜明的现实意义。

1 工业控制计算机网络技术概述

工业控制计算机网络技术是在现代网络信息技术支持下形成的一种应用网络技术形式，其突出的特点工业应用性，具体表现为感知性和控制性。与其它网络技术形式相比，工业控制计算机网络技术拥有更多的传感器设备包括安装在控制设备内部的运行数据传感器和安装在控制设备外部的运行状态传感器，这些传感器能够让工业控制计算机网络的分析系统和操作人员形成对控制设备的全面认识，为有效控制打下坚实的信息基础。

2 现场总线技术

2.1 实质与优势

现场数据总线是应用于生产现场的一种通信技术形式，这一技术的应用能够保证生产现场生产设备与生产设备之间、生产设备与控制装置之间形成双向、全时的信息通信。当前数据总线的工业控制应用主要表现出六个方面的功能内容，分别是现场通信网络、现场设备互联、互操作性、分散功能快、通信线供电、开放式互联网络。从现场数据总线的这些功能来看，数据总线在工业控制中的应用表现出了分布式、开放性、互联互通的特点，而这种特点正是传统DCS系统存在的主要问题。相对于DCS系统而言FCS系统采用一对多双向传输信号，这种多通道的数字信号传播形式，具有信号传递精度高、可靠性强的特点，能够保证生产设备和生产设备之间、生产设备与控制装置之间的安全通信，使得生产设备始终处在控制装置的监督与控制之下，确保工业控制的功能充分落实。

2.2 存在问题

因为现场总线技术本身的技术门槛较高对设计和现场集成人员的理论知识和技术基础要求较高，造成了调试和运行维护的实际困难。从应用角度看数据总线的成本优势主要体现在规模效应上，在生产活动中的大规模应用能够有效降低其单位现场总线的成本。而且大规模应用附带的自我诊断和自我校正系统能够降低生产设备的运维费用是现场数据总线成本优势的主要内容。但是当前我国的现场总线应用普遍规模较小，规模效益不明显，建设成本较高，而且小规模应用通常会将自我诊断、自我校正功能剔除，其节能效果更加不明显。

3 以太网

3.1 以太网的应用优势

3.1.1 兼容性好，技术支持广泛

基于TCP/IP形成的以太网是一种典型的开放式局域网形式，能够兼容当前工业企业应用的众多技术形式，确保生产企业生产设备之间、办公系统与工业控制系统之间的互联互通，这种兼容形式为现代工业企业的工业控制计算机网络信息技术改造提供了一体化支持。

3.1.2 与互联网的互联互通

以太网本身是一种应用型的局域网络形式，相较于其它工业控制网络技术形式其余互联网之间的信息交互更加便利，只要有适当的网络协议支持，以太网就能借助互联网将服务功能无限延伸。

3.1.3 应用成本较低

当前以太网在工业控制领域的应用极为广泛，无论是硬件营销商还是软件的营销、维护商家都极多、运维技术较为成熟，规模效益的影响导致以太网在实际的工业控制应用中的成本较低。

3.2 存在问题

当前工业企业尤其是火力发电企业的生产活动，对工业控制的实时性和可靠性有极高的要求。但是以太网采用的是带冲突检测的载波侦听多路访问协议，并以二进制指数退避算法为主要算法，其在运行过程中不可避免的会产生信息延迟问题，这为以太网的工业控制应用埋下了隐患。同时现代火电企业运行环境较为恶劣，需要工业控制系统拥有抗冲击、耐振动、耐腐蚀的性能，但是以太网在这些恶劣环境下的表现并不优秀。

3.3 工业以太网技术的发展

针对工业控制应用中存在的这些问题，近年来以太网进行了一系列的技术创新，主要针对的问题就是信息传输的实时性问题，开发形成了交换式以太网技术、高速以太网技术等新型以太网技术形式，极大提升了以太网的在信息传输实时性上的性能。其中交换式以太网的主要技术突破是采用以了以太网交换机，将整个信息网络分为若干个阶段，交换机在各个关键环节提供数据存储和转发服务，提升了网络信道的通畅性和数据信息传输的实时性。

4 嵌入式Internet技术

嵌入式Internet技术是当前工业控制技术中的前沿技术形式，本质上是嵌入式系统与现代互联网形成的综合控制技术，当前嵌入式系统与Internet的连接并不存在技术困难。嵌入式系统只需要借助以太网或者其他网络连接形式就可以实现与Internet的连接，关键问题在于Internet广泛应用的TCP/IP通信协议对嵌入式系统的要求较高，普通的单片机无法满足Internet的连接控制要求，而其他的嵌入式系统的成本又过高。对这一问题的有效解决将会打破嵌入式Internet技术发展的僵局，让嵌入式Internet技术更加广泛的应用到工业控制领域。

5 结论

计算机网络技术是现代工业控制的重要形式，将会对工业控制领域产生深远的影响，可以说计算机网络技术的应用发展质量和应用发展效率会直接影响到工业控制的质量和效率，因此对工业控制计算机网络技术发展与应用的研究具有鲜明的现实意义。本文从工业控制计算机网络技术、现场总线、以太网和嵌入式Internet技术四个角度对这一问题进行了简要分析，以期为工业控制计算机网络技术发展与应用水平提升提供支持和借鉴。

参考文献

[1]段明祥.工业控制计算机技术的发展与国内产业发展概况[J].自动化博览，2001（06）：3-10.

[2]陈建.西门子工业控制网络技术研究与应用[D].南京理工大学，2005.

[3]刘鑫，杨孟飞.”十一五”期间工业控制计算机技术发展探讨[J].自动化博览，2007（03）：14-18.

工业控制技术范文第2篇

关键词：工业生产；自动化控制技术；应用价值

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.035

人的创造力是无限的，社会的发展就是人类不断改造世界的过程。在生产制造行业中，机械已逐步代替了人工，在能源的驱动下会社会不断创造丰富的物资，而随着计算机技术的发展与广泛应用，人们开始研究机械的自动化控制，降低人工运营成本，提高工业制造效率。工业控制自动化技术包括工业自动化软件、硬件以及系统这三个组成部分，通过信息技术的应用来实现工业生产过程中的自动控制调配，能大大提升生产效率和生产质量，确保生产安全性，为企业创造更大的经济效益。随着科学技术水平的提高，工业生产中的自动化控制技术也在不断发展，目前正向着网络化、智能化、集成化的方向发展[1]。

1 工业自动化控制技术的应用价值

目前我国工业生产中使用最广泛的自动化控制系统是PC-based自动化控制系统，具有成本低，收益高的优点。在工业自动化控制的三个层次――基础自动化、过程自动化和管理自动化中，基础自动化和管理自动化体系中所运用的硬件、软件设施基本上都是从国外进口的，价格昂贵，一般公司都无法承受如此高的建设成本，因此PC-based自动化控制系统在开发之后被广泛应用，而且事实证明该系统的控制器与PLC具有相同的安全性[2]。

我国人口基数大，产品的市场需求量也比较大，在科学技术还没有现在发达的时候，工业生产一般都是依靠人工的力量，属于劳动密集型发展模式，而随着科学技术在工业生产中的应用，我国的生产主力已经从人工转变为机械设备，目前电气自动化生产已经占据了我国工业生产的主流。电气自动化生产体系的应用，大大提升了产品的生产效率，且统一的机械化生产又保证了产品的质量，因此生产规模能够不断扩大。随之而来的，就是生产的控制体系，要想保证工业化生产效益，就必须有与之对应的自动化控制体系，通过收集各个生产环节的生产信息，实现电气设备生产的自动化调控，最大程度上压缩生产成本，取缔人工调控。工业自动化控制技术是实现电气自动化生产的基础，类似于人体的大脑，是确保整个生产过程能够有序进行的一项技术。

工业自动化控制系统的广泛应用，正说明了它的价值，说明它能够为企业创造更大的利益。仪器仪表技术、计算机技术、网络信息技术的发展，都为工业自动化控制提供了良好的建设基础。工业自动化技术的应用，具有以下几点意义：①实现工业生产的低成本控制，工业自动化技术的应用，是工业生产中的一项变革，打破了传统工业制造的原有生产方式，能够更有效地引进生产新工艺与生产设备，通过自动化控制系统进行良好的衔接，消除传统工业生产中高耗低收益的生产环节。工业自动化控制系统能降低生产中的材料浪费，简化工序，大大提升生产效益；②消除人工生产的主观不理因素。人工的调控具有一定主观性质，会受到很多外界因素的干扰，而且操作不规范，自动化控制是根据设定好的程序进行的，能够通过系统软件信息自动分析，进行合理的调配，节省时间，只要保证控制系统不出现故障，就能确保各个生产环节按部就班进行，不会出现生产事故，提高生产安全性；③实现工业生产的统一调配。现在的企业规模越来越大，单靠人工控制很难有效处理各个生产环节的信息，实现协调统一的调配，自动化控制系统能够直接将所有有效信息收集录入，进行系统分析，实现各个生产环节的统一调度，确保生产的有序性和高效性。

2 工业发展过程中应用的自动化控制技术

随着科学技术的不断发展，自动化控制技术在实际应用时也在不断根据市场需求进行调整完善，目前，市面上的自动化控制系统已经能够良好地适应生产环境，对采集到的信息进行系统分析，确保控制的及时有效性和准确稳定性，保证工业生产的质量和效率。在不同的生产行业中，其中运用到的自动化控制技术和系统组成基本是一致的，但是会根据生产的现实要求和企业的生产环境进行适当的调整重组，而且其中应用到的数据处理系统以及系统参数都需要具体设置，确保自动化控制体系能满足生产需求，提高自动化控制技术的使用效益。

2.1 信息采集模块

要想实现工业生产的一体化系统性控制，就必须将各个生产环节中仪表数据和具体信息采集录入到中枢管理系统中，因此信息采集模块是实现工业自动化控制的基础模块。自动化控制的实现，是需要控制系统能够掌握实际的生产信息，协调控制自动化生产设备以及先进的工艺工序，解决各方面的矛盾，实现统一的调配。大数据时代的带来，让工业生产面临着巨大的考验，信息采集系统就能够有效解决的数据信息的获取问题，实现庞大数据的捕获与处理，为工业生产的进步提供与发展提供信息支持。

2.2 系统建模模块

在工业自动化控制系统中，凭借A/D单元实现信息的数字化装换，录入存储数据，通过系统中的信息处理软件进行整合分析，获取有效信息，做为系统调配的参考，进行统一地管理调配。信息采集模块能够实现生产信息的实时采集，也就相当于实现生产的实时监控，能够确保自动化控制的精准性，最大程度地节约生产成本[3]。此外，在整个系统中，如果有某个生产环节发生异常，系统能及时感应，并进行处理，将出现故障的机械停止，启用备用器械，将故障器械送去检修，及时止损，确保各个生产环节的生产安全性和效率。生产设备故障问题其实是在电气自动化生产体系应用以来控制系统中最难解决的一个问题，因为多个生产环节数千台机器一同运作，单靠人工管理的话，如果出现设备故障，需要花费较长的时间去排查，找出故障环节，这样会严重影响到产品的生产效率，给公司造成较大的经济损失。

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2.3 动态控制模块

自动化控制技术的核心，在于动态控制模块，在一体化自动控制系统中，凭借着计算接技术与网络信息技术的应用，就能基本实现工业生产的动态控制。自动化控制技术的应用，以智能动态控制系统取代了以往控制生产工序的人工，具备全体那后全方位监控生产过程的优点，能够大大提升控制的精密性，实现各个生产环节的完美衔接。

机械之所以能够逐步取代人工的位置，就在于其劳动强度更大，能够做到很多人们无法做到的事情。机械设备与动态控制系统地结合，避免了人工操作质量不统一、工作效率较低且体力有限的问题，这也正是工业自动化控制系统被广泛应用于生产管控的主要原因[4]。

3 结语

工业自动化技术在开发之后被迅速投入生产过程中，取得了良好的应用效果，能够降低生产成本，提高生产效率，同时保证生产安全与产品质量，对于工业生产的促进作用是毋庸置疑的[5]。在工业中用于生产过程管理的自动化控制技术其基本组成是相同的，都包含了信息采集、系统建模、动态控制这三个模块，但是在实际应用过程中，还需要根据企业生产环境和生产需求来进行适当地调整，选择合适的软件、硬件与系统，确保自动化控制技术的应用效果。

参考文献：

[1]伊栋，郭树珂.自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用[J].信息通信，2013（04）：171-172.

[2]秦海珊.浅析工业自动化仪表与自动化控制技术[J].轻工科技，2013（05）：99-100.

[3]闫新宏.自动化网络控制技术在冶金工业综合控制中的应用[J].电子测试，2013（16）：84-85.

工业控制技术范文第3篇

关键词：工业控制技术；变频；嵌入式微控；触摸屏

Abstract: analyses the development of industrial automation control technology application. From one of the inverter, embedded microcontroller control, touch screen and technology of a detailed introduces the structure, function and working principle.

Keywords: industrial control technology; Frequency conversion; Embedded microcontroller control; Touch screen

中图分类号：U468.2+2文献标识码：A 文章编号：

一、引言

在工业自动化控制技术领域，为了实现对工业生产过程的检测、控制、优化、调度、管理与决策，从而达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全生产等一些目的。对于工业自动化控制技术而言，它是自动化技术、电子技术、仪器仪表等技术的综合集成。其控制系统主要由变频器、嵌入式微控制器、触摸屏等部分构成。通过对设备和生产过程的控制，就能实现上述目标，并提升整个企业的安全生产能力和经济效果。

二、变频器技术

1、变频器基本功能

作为变频器技术来说，它是一门综合性的技术，是建立在电力电子技术、自动控制技术、计算机技术的基础之上而逐渐发展起来的。而变频器也可以看作是一个频率可调节器的交流电源。它通过改变变频器的输出频率，就可以实现电动机的速度控制。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，实现电动机的正反转切换。与此同时，变频器还具有直流制动的功能，不需要增加制动控制电路了，就能顺利实现制动功能。在需要制动时，只要通过变频器给电动机加上一个直流电压，利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上进行制动即可。变频器在使用时，只需要在电网电源和现有的电动机之间接人变频器和相应设备，不需要对电动机和系统本身进行大的设备改造，就可以适用各种工作环境和工艺要求。另外，变频器的节能效果也非常显著。尤其是对于工业中大量使用的二次负载(风机和泵类)来说，当用户需要的平均流量较小时，风机、水泵的转速较低，其节能效果是非常显著的。

2、变频器的结构

变频器的主要任务是把电压和频率恒定的电网电压，变成电压和频率可调的变频电源。它的基本结构包括以下四个部分：

1）整流电路。主要由三相全波整流桥组成，其作用是对电网工频电源进行整流，把交流电整流成直流电，并给逆变电路和控制电路提供所要的直流电源。

2）逆变电路。它是变频器最主要的部分，也是长期以来要解决的核心问题。常见的结构形式是利用六个电力电子开关器件组成的三相桥式逆变电路，它的主要作用是在控制电路的控制下，有规律地实现逆变器中主开关器件的通与断，将整流电路输出的直流电转换为频率和电压都可任意调节的交流电。逆变电路的输出，也就是变频器的输出。它主要就是被用来实现对电动机的调速控制。

3）直流中间电路。它主要是对整流电路的输出进行滤波，以保证逆变电路和控制电源能够得到质量较高的直流电源。当直流中间电路是用大容量的电解电容滤波时，变频器为电压型变频器；当直流中间电路是用电感很大的电抗器滤波时，变频器为电流型变频器。另外，直流中间电路中有时还包括制动电阻，甚至一些其他辅助电路。

4）控制电路。它是变频器核心部分，高性能的变频器目前已经采用微型计算机进行全数字控制，并采用尽可能简单的硬件电路，主要靠软件来完成各种功能。由于软件的灵活性，数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的一些功能。

3、变频器发展趋势

随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用，以及控制技术的不断发展，变频器的优越性正在逐步体现并扩展到工业生产的所有应用领域。今后变频器技术将向以下三个方面发展：

1）高性能和多功能化。利用了微型计算机巨大的信息处理能力与软件功能不断强化，使变频装置的灵活性和适应性也不断增强。

2）大容量和小体积化。变频器主电路中功率电路的模块化、变流电路开关模式的高频化、控制电路采用大规模集成电路和全数字控制技术，为变频器小型化搭接了很好的平台，并促使其装置更加小型化。

3）随着信息技术的发展和网络与智能化的应用，变频器产品将可以进行故障自诊断、部件自动置换，从而保证变频器的长寿命和高可靠性，并利用网络实现多台变频器联动，以致于组成变频器综合。

三、嵌入式微控技术

1）基本功能。嵌入式微控制器（Embedded MieroeontrollerUnit，EMCU)是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。它以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪，适合应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式微控制器系统通常面向特定应用，设计和开发必须考虑特定环境与系统要求，是一个发散的、技术密集的系统。

2）结构。嵌入式微控制器系统，它是由硬件系统和软件系统所组成。为了提高系统的执行速度和可靠性，它的软件一般固化在存储器芯片或微控制器中，而不是存储在外加的磁盘载体中。系统是以微控制器为核心，加上外部专用电路和系统软件，形成的计算机的应用系统。在一块芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器(RAM、ROM)、定时器/计数器和各种输人输出(I/O)接口等。它还可包含A/D和转换器D/A直接存储器传输(DMA)通道、浮点运算等特殊功能部件。

3）应用范围。嵌入式微控制器在应用数量上已远远超过了各种通用计算机。在制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备消费类产品等方面，均是嵌入式微控制器的应用领域。在进入21世纪以来，嵌入式微控制器技术逐渐成熟，并全面展开，现已被公认为是一种具有良好发展潜力的技术。

四、触摸屏技术

1）功能。人机界面通常被大家称为触摸屏，是用户利用手指或其他介质直接与屏幕接触，进行信息选择，向计算机输人信息的一种输入设备。包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件。在工业上，触摸屏是首选的接口设备，连接的主要设备种类是PLC触摸屏，因其具有很强的适应性，比键盘鼠标、轨迹球更具有优越性。触摸屏易于使用、易于掌握、低故障率，是任何其他输人设备所无法比拟的。当触摸屏在恶劣的环境下（灰尘、油污潮湿、磨损、划伤等）工作时，都不会造成触摸屏的损坏。因此，它在工业自动化控制技术中，能够发挥着很好的作用与效果。

2）工作原理。触摸屏的工作原理是用手指或其他物体触摸，所触摸的位置由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口）送到CPU，从而确定输人的信息。触摸屏系统一般包括触摸屏控制器（卡）和触摸检测装置两个部分。其中，触控屏控制器（卡）的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触摸点坐标，再送给CPU，它能同时接收CPU发来的命令并加以执行。触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触摸屏控制卡。触摸屏按照工作原理和传输信息的介质可分为四种，它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式触摸屏。

3）发展方向。随着数字电路和计算机技术的发展，HMI的功能将越来越丰富、价格也会降低、屏的寿命也将延长，HMI产品将赢得更加广阔的发展空间。

五、结语

在现代制造领域中，工业自动化控制技术是21世纪最重要的技术之一。工业自动化控制技术，如今已广泛应用于提高工业生产产品的质量、数量和生产设备的效率，并大大改善了劳动条件和强度。随着科学技术的快速进步与工业自动化控制技术的飞速发展，它还将极大地提高人们对现代工业生产的预测及决策能力，从而进一步促进现代工业制造业的迅猛发展，其工业自动化控制技术也将会赢得更加广阔的发展前景和空间。

参考文献：

工业控制技术范文第4篇

【关键词】工业锅炉；节能减排；控制技术

1、引言

目前，建设资源节约型、环境友好型社会是我国的发展要求，节能减排在工业生产中的地位日益明显，对于工业锅炉的控制系统来说，相关的法规政策也正在发生重大变化，本文主要针对节能减排影响下工业锅炉的控制技术进行相关分析，提出如何进行工业锅炉的有效控制，来有效实现节能减排的目的。

2、节能减排背景下的工业锅炉控制问题分析

第一，节能控制重要作用并没有充分发挥。部分司炉人员对于提高锅炉运行效率并没有很高的技术能力和一定的责任心，应该摆脱这种单纯仅仅依赖设备的想法，这样才有可能充分发挥锅炉的运行效率。

第二，在线检测工业锅炉运行能效的相关功能比较缺乏，要想对于锅炉制造质量、设计、以及燃料与锅炉的匹配关系进行清晰地掌握，就应该准确和客观地了解锅炉的实际运行效率，所以，线检测工业锅炉的功能能够有效促进用户单位提高节能减排管理水平。

第三，低配低质低价的情况容易在价格的竞争中出现。价格竞争策略在相当多的厂家中应用，这样就不可避免造成了低配低质低价倾向出现在工业锅炉控制装置中，使得工业锅炉节能减排控制技术发展存在一定障碍。

第四，多年来依然没有在核心控制技术有所突破。对于锅炉的燃烧方式来说，比如相关的循环流化床、沸腾、层燃、水煤浆、煤粉等，都没有形成鲁棒性强、非常成熟可靠的技术解决方案[1]。

第五，控制系统用户使用界面较为复杂。考虑到部分管理人员以及锅炉用户的司炉的文化程度不高，相关的自动控制方面知识较为匮乏，为了符合司炉人员操作的习惯，应该尽量要求使用操作简单的控制装置。

第六，锅炉运行的控制系统在节能设计上，存在一定不足。控制锅炉向用户提供符合要求的热能，这点是大多数锅炉的设计目的，在保障锅炉安全运行的基础上，并不太重视燃料消耗量是否节约的问题。

3、节能减排与工业锅炉控制技术的发展思考

3.1节能减排新炉型的发展

当前，节能环保的新炉型在较多的工业锅炉行业中推出，工业锅炉控制系统行业发展趋势下，控制系统厂商着重于新型锅炉的开发特点和要求，并设计出新型高效的控制设备。比如相关的高效率的炉型包括冷凝炉、煤粉炉、循环流化床锅炉等；新燃料的炉型有高炉煤气炉、垃圾焚烧炉、生物质锅炉等，还包括相关的余热锅炉等炉型，上述锅炉在控制方面都有各自的特点和不同的技术要求。

3.2锅炉系统运行能效的在线显示及检测技术

在工业锅炉及其控制系统中，要想比较好地进行相关的控制系统节能减排技术的开发和利用，就应该做好锅炉系统运行能效的在线显示以及检测功能。对于以微处理器或工业控制计算机为核心的锅炉控制系统来说，在技术方面，关于效能的计算和记录问题不成问题。在合理有效进行工业锅炉的能效在线测量、计算和显示的功能下，相关的虚报效率显现能够得到制约，有利于锅炉技术的健康发展。

3.3积极应用成熟技术

第一，变频器技术。目前，变频器在工业锅炉行业应用越来越普及。通过使用变频器得以实现节约电能。相比于电动调节阀、风门挡板等节流设备，变频器的节点率一般能够达到40%左右，则是根据需要而使用的电能。

这里对于对蒸汽锅炉的给水系统进行变频改造分析。基于系统运行现状，本着既能节能降耗，又能控制简便、安全且投资较少的原则，我们设计了1套1台变频器拖动3台电机的方案。在本方案中，充分利用了锅炉层有的DCS控制系统，同时增加了变频器、可编程序控制器（PLC）和控制信号转换装置。此方案由于存在阀门的调节，所以理论上不能最大限度地节能降耗，但实际应用中，由于减小了给水母管与蒸汽压力之间的压力差，使电动阀门的开度由原来的平均10%左右开大到75%左右，系统回水阀门关闭，仍大大节约了能源。且本方案充分考虑了系统运行的安全性，一旦变频器故障，系统可立即自动由变频运行状态切换至原有工频运行状态，完全恢复改造前的运行状态，保证锅炉正常运行。变频故障解除后，仍可方便地手动切换为变频状态，使变频器方便地投入运行，且不影响锅炉的运行。

第二，模糊控制技术。模糊数学基本思想是模糊控制的精髓，主要通过人类思维的模仿，进行系统的整个分析、判断、推理、决策过程，对于难以精确描述对象，控制过于复杂的情况特别适用。比如，模糊控制器要比传统的PID调节器的功能强大得多。

第三，网络技术。信息的传递和获取在网络下变得十分方便且迅速，具有较低廉的成本。信息数据的高效传递和获取是工业锅炉的节能减排控制技术的基础，下面则是具体网络技术应用几个方面。（1）要想实现锅炉各控制节点的信息实时共享，就可以通过现场总线技术。通讯接口在各种锅炉控制装置中都具备，比较普及使用的现场总线技术有PROFIBUS、MODBUS、RS485等，传感器采集到的过程参量能够在现象总线的作用下，在工业锅炉的各个控制节点之间进行有效共享，还包括相关的工作状态、执行器和控制器位置等信息，这样无疑能够使得信息利用率有效地提高。（2）以太网络接口则是以工业控制计算机为核心的锅炉控制系统的常用配置，工厂自动化网络（intranet）能够借助以太网，实现锅炉房的信息化连接。（3）通过互联网络，锅炉的实际运行工况可以被锅炉制造厂商直接观察，有利于为锅炉的节能运行提供必要的技术保障。

第四，在系统综合节能技术方面。相比于锅炉效率，热能系统运行效率的提高则具有更为广阔的意义，结合笔者经验，相关的节能技术模块安装在节能控制系统中，主要有以下几种：（1）气候补偿节能模块，自动参考室外温度变化情况，根据司炉人员的运行经验，补偿控制锅炉出水温度。这种做法一方面符合司炉和锅炉管理人员的习惯，一方面又能够发挥自动设备的准确可靠的特点。（2）锅炉运行节能模块，锅炉的频繁启停现象能有效减少，这是通过控制燃油燃气锅炉的启停周期，使得锅炉燃料消耗能够有效节约。（3）按需供热节能模块，在不同用途的建筑物中，一个热能系统的供热对象也有不同的用途，不同温度的采暖热水则可以通过相关的三通电动调节阀实现，这样就能节约大量热能。

工业控制技术范文第5篇

【关键词】自动化PLC控制技术 应用

一、引言

随着科学技术的不断发展，自动化技术作为一门新兴技术，受到的关注越来越多，它的发展也十分迅速，应用的领域也越来越广。自动化控制技术就是不需要工作人员的参与，利用一些高科技的控制装置使得被控制的对象或者是某一运行过程按照既定的程序或者是规律运行。自动化控制技术的理论基础是数学知识，采用反馈原理影响系统的动态，使得输出值得到预设值。自动化控制系统的广泛应用节约了人力和物力，提高了工作效率，减少了工作人员的工作强度。所以，自动化系统的应用领域和人们的日常生活息息相关。本文就工业领域自动化中的PLC控制技术应用进行了分析。

二、自动化与PLC控制技术

1.自动化

电气自动化指的是与电气工程有关的自动控制、系统运行、信息处理、电子技术、实验分析与计算机等方面的科学。在经济发展及科技运用下，我国电气自动化快速发展起来，电气的自动化水平大幅度提高。当前，在工业生产各领域中，电气自动化已得到广泛应用，并且在电气自动化技术中，PLC 技术属于一种运用嵌入式的网络通信技术，它能够提高电气自动化的灵活性，极大地拓展了电气自动化的应用范围。

2.PLC技术及其原理

PLC 技术是一种可编程逻辑控制技术，归属计算机技术，是为工业控制而专门设计的控制器，PLC 技术早期被称为可编程的逻辑控制器。PLC 控制原理可分成输入采样、用户程序执行与输出刷新三个阶段。在输入采样阶段中，PLC 控制系统会运用扫描方式获得数据，并储存至相应单元，进而转入用户程序当中，再继续执行相关的输出操作；在用户程序执行阶段中，PLC 控制系统会从上到下，从左至右地扫描用户程序，并得出相关的运算结果，再依据上述结果对逻辑线圈状态进行刷新操作，已确定用户程序指令是否执行；在进入输出刷新的阶段，由CPU 处理器向系统发出相关指令，依据I/O 映像区中的有关状态与数据，通过对电路实施封锁来完成有关外设的驱动，实现电气系统控制的目的。PLC 技术具有抗干扰性强、可靠性高、适应性强与操作简单方便等优点，在电气自动化当中具有广阔的应用前景。

三、电气自动化中的PLC技术应用

1.开关量控制中的PLC技术应用

随着PLC 技术的不断发展，基于PLC 技术的电气自动化系统被广泛应用在工业领域，例如钢铁企业系统中的开关量控制与顺序控制。钢铁企业的原控制系统多采用电磁型的继电器作为主要元件，不过此类控制系统因继电器中含大量的电磁设备，其触点比较多，众多机械触点降低了设备运行的可靠性，并且存在接线复杂及使用寿命低等问题，体积大占用了较大的空间。目前，PLC 技术的应用，对开关量控制中的诸多问题进行了解决，尤其是PLC可靠性很高， 控制断路器可靠性也很高，有效保证了钢厂开关设备的安全运行，控制高压断路器可以很好地执行正常手动分、合闸的操作，给出相应的指示信号；在其不能正常操作的时候，也可给出相应的指示信号；在正常分、合闸结束后，可自动地切断分、合闸间的回路；在事故发生时，其可以自动分闸，发出事故音响或者闪光信号，并具有闭锁功能。钢铁企业采取PLC技术控制后，对二次接线进行了简化，原繁琐逻辑电路与二次接线被PLC 技术元件代替，原硬件参数调整由程序参数来设定，编制好符合相关要求的控制程序即可。

2.顺序控制中的PLC技术应用

顺序控制通常是由现场传感器、I/O 站与主站层等三层网络结构所构成的，其中，主站层是由人机接口与PLC 控制器共同组成的，并设置于整个系统集控室中。在集控室当中，其主要是由PLC 技术的控制系统所构成的，具有自动控制功能，不过也需要手动操作，对带联锁与解除联锁进行控制。主站层与I/O 站间是通过光纤总线进行连接的，I/O 站和现场传感器间是通过二次控制的电缆进行连接的。整个系统的程序是由多个功能模块与一个主程序的功能模块所组成的。企业工作人员能够在控制室中，通过PLC 远程站完善系统功能，对其整个设备系统的运行工况进行控制与监视，可有效地实现整个钢厂系统的自动控制，甚至可实现无人值班，有效地提高了整个钢厂系统生产的可靠性与生产效率。

3.闭环控制

在钢铁系统自动化的控制中，经常要用到闭环控制方式来实现温度、压力、流量、速度等的连续变化的模拟量控制。初期的PLC在闭环控制方面并不擅长，而当前新型的PLC也建有闭环控制功能，并且已十分成熟。各PLC 生产厂家推出的PLC 模块均提供了PID指令，可以实现PID 控制，这种模块的PID控制程序是PLC 生产厂家设计的，并存放在模块中，用户使用时只需设置一些参数，用起来非常方便，一个模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。直接应用PID 指令来实现基于PLC 的PID 控制，是一种易于实现且经济实用的方法。

4.水泵、油泵电动机

以钢铁厂恒压供水泵为例，其启动方式有三种自动启动、上位机手动启动和在现场控制箱手动启动。自动运行的情况下，每台水泵根据累计运行时间的长短，在开机过程中由PLC控制单元的顺控模块选择运行时间累计短的为主泵、运行时间累计长的为备用泵。自动启动条件为水泵出口干管的压力下降到设定值时启动主泵，如果干管压力继续下降到整定值时，备用泵跟着启动，向干管打水。在上位机手动启动水泵，只需将欲启动水泵的控制开关打至"ON"位即可。而在现场就地控制箱上的手动启动只需首先将在现场就地控制箱上的控制方式选择开关打至"水泵手动"位后，操作欲启动水泵的启动和停止按钮，就能启动水泵。

5.主泵的选择

主用泵可以由PLC 按各自的运行小时数来自动选择主用泵或手动设定，在机组上位机上可以完成主用泵的选择方式的设定；当PLC重新启动后，将会默认主用泵。PLC 将3 台水泵的启动优先权输出到优先权选择继电器。PLC 程序输出水泵的启动命令后与优先权继电器配合来选择启动相应的水泵。水泵的控制分PLC控制和常规控制。这两部分是相辅相成的，而且常规回路为PLC 控制的补充，作为油泵控制的安全回路，即使在PLC 故障灯特殊情况下，也能保证工业水的供给，提高了高炉、转炉等主流程设备运行的可靠性。

四、结束语

随着PLC 技术的发展，PLC 自动化控制系统的应用也越来越广泛，在提高企业经济效益的同时，并且具有安全和快捷的特点。PLC 控制系统具有较高的智能性，在应用自动化控制系统的过程中，只有选择先进的设备和科学完善的管理体系，并且正确操作，才能充分发挥自动化系统的优势，大大提高工业生产的效率，促进我国工业的不断发展。

参考文献：